スピンオン方によるpn接合の作製

• 研究課題/領域番号: 08680214
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 科学教育
• 研究機関: 有明工業高等専門学校
• 研究代表者: 中村 俊三郎 有明工業高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (00227901)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 1996年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 学校教育 / 工業教育 / 高等専門学校(高専) / 集積回路 / 半導体素子 / pn接合 / 熱拡散 / フォトリソグラフィ

研究概要

有明工業高等専門学校、電子情報工学科は、半導体工学、電気回路、プログラミング、人工知能に至るまで、幅広い知識を持つ情報技術者を育てることを目的とした学科である。学科棟には、クリーンルームがあり、半導体プロセスに関する教育・研究を行ってきた。情報機器や電子機器における、集積回路の重要性に鑑み、シリコン・ウェーハ上の1平方センチメートルの中に100個程度のトランジスタを有する小規模集積回路を学生の手で作製できるようにすることを、半導体プロセス教育の当面の目標としている。
本研究は、その第一段階として、微小領域にpn接合すること目的に行ったものである。pn接合の形成は、次の段階として計画している電界効果トランジスタ(MOSFET)の作製には必須の技術である。
実験は、まず、3センチメートル角に切断したn型シリコン・ウェーハにフィールド酸化を施し(備品費で購入した2台の電気炉のうち1台を使用)、フォトリソグラフィーにより拡散領域の窓あけを行う。ホウ素を含む拡散剤をスピン・コートし、熱処理をすることによって(備品費で購入したもう1台の電気炉を使用)微小領域にpn接合を形成する。フォトリソグラフィによってコンタクトホールを形成し、アルミニウムをスパッタリングで成膜した。最後に、端子形成のフォトリソグラフィを行い試料を作製した。一つのウェーハ上には、それぞれ、1、0.09、0.04平方ミリメートルを面積を有するpn接合、拡散領域の面抵抗を測定する領域、基板の抵抗率を測定する端子等を設けた。
測定は、pn接合の電流・電圧特性、拡散領域の面抵抗測定を行った。pn接合の電流・電圧特性は、典型的な整流特性を示し、良好なpn接合を形成できることが確認できた。拡散領域の面抵抗も拡散剤の技術資料とほぼ一致した結果が得られた。
このように本研究の実施によって、小規模集積回路を作製するための第一歩を踏み出すことができた。